内容正文:
2027年高考一轮复习讲义
第8讲 函数的图象
知识点预览
1.利用描点法作函数图象的步骤:列表、描点、连线.
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
(2)对称变换
①y=f(x)y=-f(x).
②y=f(x)y=f(-x).
③y=f(x)y=-f(-x).
④y=ax (a>0,且a≠1)y=logax(a>0,且a≠1).
(3)翻折变换
①y=f(x)y=|f(x)|.
②y=f(x)y=f(|x|).
常用结论
1.左右平移仅仅是相对x而言的,即发生变化的只是x本身,利用“左加右减”进行操作.如果x的系数不是1,需要把系数提出来,再进行变换.
2. 函数图象自身的对称关系
(1)若函数y=f(x)的定义域为R,且有f(a+x)=f(b-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=对称.
(2)函数y=f(x)的图象关于点(a,b)成中心对称⇔f(a+x)=2b-f(a-x)⇔f(x)=2b-f(2a-x).
3.两个函数图象之间的对称关系
(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称.
(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)对称.
探究核心题型
考点一 作函数的图象
例1-1 作出下列各函数的图象:
(1)y=;
(2)y=|x2-4x-5|;
(3)y=|x-1|-1.
跟踪训练
1 作出下列各函数的图象:
(1)y=x2-2|x|-3;
(2)y=|log2(x+1)|.
2. 作出下函数y=|x2-4x-5|的图象.
考点二 对数函数的图象及应用
例2-1. (2025·天津)已知函数y=f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
例2-2. (2025·深圳模拟) 函数f(x)=的大致图象为( )
跟踪训练
1. 函数y=-的图象是( )
2. (2024·全国甲卷)函数f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]的图象大致为( )
3. (2024·濮阳模拟)函数f(x)=的大致图象为( )
4. (2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]上的大致图象,则该函数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
考点3 函数图象的应用
命题点1 利用图象研究函数的性质
例3-1. (多选)(2023·聊城模拟)关于函数f(x)=|ln|2-x||,下列描述正确的有( )
A.函数f(x)在区间(1,2)上单调递增
B.函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称
C.若x1≠x2,但f(x1)=f(x2),则x1+x2=2
D.函数f(x)有且仅有两个零点
命题点2 利用图象解不等式
例3-2. (2023·商丘联考)已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示,则不等式x2f(x)>2f(x)的解集为( )
A.(-,0)∪(,2)
B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2)
D.(-2,-)∪(0,)∪(2,+∞)
命题点3 利用图象求参数的取值范围
例3-3. (2026·咸阳模拟)已知函数f(x)=若a,b,c互不相等,且f(a)=f(b)=f(c),则abc的取值范围是( )
A.(1,10) B.(5,6)
C.(8,10) D.(10,12)
跟踪训练
1. (2026·北京东城区模拟)函数y=f(x)的图象是圆心在原点的单位圆的两段弧(如图所示),则不等式f(x)<f(-x)+2x的解集为( )
A.
B.
C.
D.
2. (多选)(2025·桂林模拟)已知函数f(x)=x2-4|x|,则下列结论正确的是( )
A.f(x)在[2,+∞)上单调递增
B.f(x)的最小值为-4
C.方程f(x)=-1有2个解
D.若t∈(4,6),则f(t-4)<f(t)
3. 已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-a有三个零点,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(0,2]
C.(2,+∞) D.(1,+∞)
课时对点精练
一、单项选择题
1.把函数f(x)=ln|x-a|的图象向左平移2个单位长度,所得函数在(0,+∞)上单调递增,则a的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2023·万州模拟)将函数y=2(x-1)2+3的图象向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度,所得的函数图象对应的解析式为( )
A.y=2(x-2)2+6 B.y=2x2+6
C.y=2x2 D.y=2(x-2)2
3.(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)cos x在区间上的图象大致为( )
4.(2026·北京朝阳区检测)为了得到函数y=ln(ex)的图象,只需把函数y=ln x图象上所有的点( )
A.向上平移1个单位长度
B.向下平移1个单位长度
C.向左平移e个单位长度
D.向右平移e个单位长度
5.(2023·重庆模拟)已知函数f(x)的图象如图1所示,则图2所表示的函数是( )
A.1-f(x) B.-f(2-x)
C.f(-x)-1 D.1-f(-x)
6.(2026·铜仁模拟)某条公共汽车的路线收支差额(收支差额=车票收入-支出费用)y与乘客人数x的图象如图所示.由于目前本条路线存在亏损情况,公司有关人员提出了两条建议:(1)不改变车票价格,减少支出费用;(2)不改变支出费用,提高车票价格.图中虚线表示调整前的状态,实线表示调整后的状态.则下列说法正确的是( )
A.①反映了建议(2),③反映了建议(1)
B.①反映了建议(1),③反映了建议(2)
C.②反映了建议(1),④反映了建议(2)
D.④反映了建议(1),②反映了建议(2)
7. (2025·扬州模拟)已知图①对应的函数为y=f(x),则图②对应的函数是( )
A.y=f(-|x|) B.y=-f(-|x|)
C.y=f(-x) D.y=-f(-x)
8.已知函数f(x)=log2(x+1)-|x|,则不等式f(x)>0的解集是( )
A.(-1,1) B.(0,1)
C.(-1,0) D.∅
二、多项选择题
9.(2025·邵阳模拟)下列函数对于任意x1,x2∈(0,+∞),都有f≥成立的是( )
A.f(x)=ln x B.f(x)=x2+1
C.f(x)= D.f(x)=2x
10.(2023·宜春模拟)函数f(x)=的图象如图所示,则下列结论一定成立的是( )
A.a<0
B.b<0
C.c>0
D.abc<0
11. 已知函数f(x)=若f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),且x1<x2<x3<x4,则下列结论正确的是( )
A.x1+x2=2
B.x3x4=1
C.0<x1+x2+x3+x4<
D.0<x1x2x3x4<1
三、填空题
12.已知函数f(x)在R上单调且其部分图象如图所示,若不等式-2<f(x+t)<4的解集为(-1,2),则实数t的值为 .
13.(2025·日照模拟)如图,函数f(x)的图象为折线ACB,且线段BC的中点坐标为(1,1),则不等式f(x)≥log2(x+1)的解集是 .
14.把抛物线y=2(x-1)2+1向左平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度得到的抛物线解析式为____________.
四、解答题
15.设f(x)为定义在R上的偶函数,如图是其函数图象的一部分,当0≤x<2时,图象是线段OA;当x≥2时,图象是顶点为P(3,4),且过点(2,2)的二次函数图象的一部分.
(1)在图中的直角坐标系中将函数f(x)的图象补充完整;(3分)
(2)求函数f(x)在[0,+∞)上的解析式;(5分)
(3)求函数f(x)的单调区间和最大值.(5分)
16. 已知函数f(x)=
(1)作出函数f(x)的图象;
(2)讨论方程f(x)-m=0根的情况.
17. . (2024·北京模拟)已知函数f(x)=2x-ax+1(a∈R).
(1)若a∈Z,且f(4)>0,求a的最大值;
(2)当a=3时,求函数f(x)的零点;
(3)若对任意x∈(-∞,1)都有f(x)>0,求a的取值范围.
18. (2026·佛山模拟)若图中所示为在同一平面直角坐标系中y=f(x)的图象及y=g(x)的图象,则( )
A.g(x)=2f(2x)
B.g(x)=2f
C.g(x)=f(2x)+4
D.g(x)=f+4
19. (多选)(2023·滨州模拟)在平面直角坐标系中,如图放置的边长为2的正方形ABCD沿x轴滚动(无滑动滚动),点D恰好经过坐标原点,设顶点B(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则对函数y=f(x)的判断正确的是( )
A.函数y=f(x)是奇函数
B.对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x-4)
C.函数y=f(x)的值域为[0,2]
D.函数y=f(x)在区间[6,8]上单调递增
20. (2026·南昌模拟)在平面直角坐标系中,动点P到x轴、y轴、坐标原点O的距离分别为d1,d2,d3,这3个距离均大于0,且2d1d2=,则动点P的轨迹大致为( )
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第8讲 函数的图象
知识点预览
1.利用描点法作函数图象的步骤:列表、描点、连线.
2.利用图象变换法作函数的图象
(1)平移变换
(2)对称变换
①y=f(x)y=-f(x).
②y=f(x)y=f(-x).
③y=f(x)y=-f(-x).
④y=ax (a>0,且a≠1)y=logax(a>0,且a≠1).
(3)翻折变换
①y=f(x)y=|f(x)|.
②y=f(x)y=f(|x|).
常用结论
1.左右平移仅仅是相对x而言的,即发生变化的只是x本身,利用“左加右减”进行操作.如果x的系数不是1,需要把系数提出来,再进行变换.
2. 函数图象自身的对称关系
(1)若函数y=f(x)的定义域为R,且有f(a+x)=f(b-x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=对称.
(2)函数y=f(x)的图象关于点(a,b)成中心对称⇔f(a+x)=2b-f(a-x)⇔f(x)=2b-f(2a-x).
3.两个函数图象之间的对称关系
(1)函数y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a对称.
(2)函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点(a,b)对称.
探究核心题型
考点一 作函数的图象
例1-1 作出下列各函数的图象:
(1)y=;
(2)y=|x2-4x-5|;
(3)y=|x-1|-1.
解 (1)原函数解析式可化为y=2+,故函数图象可由函数y=的图象向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,如图所示.
(2)y=|x2-4x-5|的图象可由函数y=x2-4x-5的图象保留x轴上方的部分不变,将x轴下方的部分翻折到x轴上方得到,如图所示.
(3)y=|x-1|-1,其图象可看作由函数y=|x|的图象向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到,
而y=|x|=其图象可由y=x的图象保留x≥0时的图象,然后将该部分关于y轴对称得到,
则y=|x-1|-1的图象如图所示.
跟踪训练
1 作出下列各函数的图象:
(1)y=x2-2|x|-3;
(2)y=|log2(x+1)|.
解 (1)y=x2-2|x|-3=其图象如图所示.
(2)y=|log2(x+1)|,其图象可由y=log2x的图象向左平移1个单位长度,
再保留x轴上方部分不变,将x轴下方部分翻折到x轴上方得到,如图所示.
2. 作出下函数y=|x2-4x-5|的图象.
解 y=|x2-4x-5|的图象可由函数y=x2-4x-5的图象保留x轴上方的部分不变,将x轴下方的部分翻折到x轴上方得到,如图所示.
考点二 对数函数的图象及应用
例2-1. (2025·天津)已知函数y=f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
答案 D
解析 由题图可知,该函数为偶函数,而函数f(x)=和函数f(x)=为奇函数,故A,B错误;
又当x∈(0,1)时,1-x2>0,x2-1<0,此时f(x)=>0,f(x)=<0,由题图可知当x∈(0,1)时,f(x)<0,故C错误,D正确.
例2-2. (2025·深圳模拟) 函数f(x)=的大致图象为( )
答案 B
解析 函数f(x)=的定义域为(-∞,-3)∪(-3,3)∪(3,+∞),
而f(-x)==-=-f(x),
所以f(x)是奇函数,图象关于原点对称,排除D;
当x>3时,f(x)>0,排除C;
当0<x<3时,f(x)<0,排除A,故B正确.
跟踪训练
1. 函数y=-的图象是( )
答案 C
解析 函数y=-的定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),B,D选项排除;
当x=2时,y=-1,A选项排除,故C正确.
2. (2024·全国甲卷)函数f(x)=-x2+(ex-e-x)sin x在区间[-2.8,2.8]的图象大致为( )
答案 B
解析 f(-x)=-x2+(e-x-ex)sin(-x)
=-x2+(ex-e-x)sin x=f(x),
又函数f(x)的定义域为[-2.8,2.8],
故该函数为偶函数,可排除A,C,
又f(1)=-1+sin 1>-1+sin=-1->->0,故可排除D.
3. (2024·濮阳模拟)函数f(x)=的大致图象为( )
答案 C
解析 由题意知函数f(x)的定义域为,
因为f(-x)==-f(x),所以f(x)为奇函数,故排除A;
因为f(1)=>0,故排除B;
因为f(2)=>=f(1),故排除D.
4. (2022·全国乙卷)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]上的大致图象,则该函数是( )
A.y= B.y=
C.y= D.y=
答案 A
解析 对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时,y=sin 3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当0<x<时,0<cos x<1,故y=<≤1,与图象不符,故排除C.
考点3 函数图象的应用
命题点1 利用图象研究函数的性质
例3-1. (多选)(2023·聊城模拟)关于函数f(x)=|ln|2-x||,下列描述正确的有( )
A.函数f(x)在区间(1,2)上单调递增
B.函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称
C.若x1≠x2,但f(x1)=f(x2),则x1+x2=2
D.函数f(x)有且仅有两个零点
答案 ABD
解析 由函数y=ln x,x轴下方图象翻折到上方可得函数y=|ln x|的图象,
将y轴右侧图象翻折到左侧,右侧不变,可得函数y=|ln|x||=|ln|-x||的图象,
将函数图象向右平移2个单位长度,可得函数y=|ln|-(x-2)||=|ln|2-x||的图象,
则函数f(x)=|ln|2-x||的图象如图所示.
由图可得函数f(x)在区间(1,2)上单调递增,故A正确;
函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,故B正确;
若x1≠x2,但f(x1)=f(x2),则x1,x2关于直线x=2对称,则x1+x2=4,故C错误;
函数f(x)有且仅有两个零点,故D正确.
命题点2 利用图象解不等式
例3-2. (2023·商丘联考)已知定义在R上的奇函数f(x)在[0,+∞)上的图象如图所示,则不等式x2f(x)>2f(x)的解集为( )
A.(-,0)∪(,2)
B.(-∞,-2)∪(2,+∞)
C.(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2)
D.(-2,-)∪(0,)∪(2,+∞)
答案 C
解析 根据奇函数的图象特征,作出f(x)在(-∞,0)上的图象,如图所示,
由x2f(x)>2f(x),得(x2-2)f(x)>0,
则或
解得x<-2或<x<2或-<x<0,
故不等式的解集为(-∞,-2)∪(-,0)∪(,2).
命题点3 利用图象求参数的取值范围
例3-3. (2026·咸阳模拟)已知函数f(x)=若a,b,c互不相等,且f(a)=f(b)=f(c),则abc的取值范围是( )
A.(1,10) B.(5,6)
C.(8,10) D.(10,12)
答案 D
解析 画出函数f(x)的大致图象如图所示,不妨设a<b<c,令t=f(a)=f(b)=f(c),
结合f(10)=1和图象可知t∈(0,1),ab=1,c∈(10,12),则abc=c,故abc的取值范围为(10,12).
跟踪训练
1. (2026·北京东城区模拟)函数y=f(x)的图象是圆心在原点的单位圆的两段弧(如图所示),则不等式f(x)<f(-x)+2x的解集为( )
A.
B.
C.
D.
答案 A
解析 根据图象可知函数f(x)是定义在[-1,0)∪(0,1]上的奇函数,
故f(-x)=-f(x).
所以原不等式可化为f(x)<-f(x)+2x,即f(x)<x.如图所示,
易得A,B.
要使不等式成立,根据图象可知原不等式的解集为.
2. (多选)(2025·桂林模拟)已知函数f(x)=x2-4|x|,则下列结论正确的是( )
A.f(x)在[2,+∞)上单调递增
B.f(x)的最小值为-4
C.方程f(x)=-1有2个解
D.若t∈(4,6),则f(t-4)<f(t)
答案 ABD
解析 f(x)=x2-4|x|=画出f(x)的图象如图所示,
由图可知,f(x)在[2,+∞)上单调递增,故A正确;
f(2)=f(-2)=-4,则f(x)分别在x=-2,x=2处取得最小值-4,故B正确;
由图象知,直线y=-1与f(x)的图象有4个交点,所以方程f(x)=-1有4个解,故C错误;
因为t∈(4,6),所以t-4∈(0,2),由图可知,
f(t-4)<0<f(t),故D正确.
3. 已知函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-a有三个零点,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(0,2]
C.(2,+∞) D.(1,+∞)
答案 A
解析 要使函数g(x)=f(x)-a有三个零点,
则f(x)=a有三个不相等的实根,
即y=f(x)与y=a的图象有三个交点,
当x≤-1时,f(x)=1-3x+1在(-∞,-1]上单调递减,f(x)∈[0,1);
当-1<x≤0时,f(x)=3x+1-1在(-1,0]上单调递增,f(x)∈(0,2];
当x>0时,f(x)=ln x在(0,+∞)上单调递增,f(x)∈R.作出函数f(x)的图象,如图所示.
由y=f(x)与y=a的图象有三个交点,结合函数图象可得a∈(0,1).
课时对点精练
一、单项选择题
1.把函数f(x)=ln|x-a|的图象向左平移2个单位长度,所得函数在(0,+∞)上单调递增,则a的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 B
解析 把函数f(x)=ln|x-a|的图象向左平移2个单位长度,得到函数g(x)=ln|x+2-a|的图象,
则函数g(x)在(a-2,+∞)上单调递增,
又因为所得函数在(0,+∞)上单调递增,
所以a-2≤0,即a≤2.所以a的最大值为2.
2.(2023·万州模拟)将函数y=2(x-1)2+3的图象向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度,所得的函数图象对应的解析式为( )
A.y=2(x-2)2+6 B.y=2x2+6
C.y=2x2 D.y=2(x-2)2
答案 C
解析 函数y=2(x-1)2+3的图象向左平移1个单位长度得到y=2x2+3的图象,
再向下平移3个单位长度得到y=2x2的图象.
3.(2022·全国甲卷)函数y=(3x-3-x)cos x在区间上的图象大致为( )
答案 A
解析 方法一 (特值法)
取x=1,则y=cos 1=cos 1>0;
取x=-1,则y=cos(-1)
=-cos 1<0.结合选项知A正确.
方法二 令y=f(x),
则f(-x)=(3-x-3x)cos(-x)
=-(3x-3-x)cos x=-f(x),
所以函数y=(3x-3-x)cos x是奇函数,
排除B,D;
取x=1,则y=cos 1=cos 1>0,排除C,故A正确.
4.(2026·北京朝阳区检测)为了得到函数y=ln(ex)的图象,只需把函数y=ln x图象上所有的点( )
A.向上平移1个单位长度
B.向下平移1个单位长度
C.向左平移e个单位长度
D.向右平移e个单位长度
答案 A
解析 因为y=ln(ex)即为y=1+ln x,
故只需把函数y=ln x图象上所有的点向上平移1个单位长度即可,故A正确,B错误;
对于C,把函数y=ln x图象上所有的点向左平移e个单位长度后所得图象对应的解析式为y=ln(x+e),故C错误;
对于D,把函数y=ln x图象上所有的点向右平移e个单位长度后所得图象对应的解析式为y=ln(x-e),故D错误.
5.(2023·重庆模拟)已知函数f(x)的图象如图1所示,则图2所表示的函数是( )
A.1-f(x) B.-f(2-x)
C.f(-x)-1 D.1-f(-x)
答案 C
解析 由题图知,将f(x)的图象关于y轴对称后再向下平移1个单位长度即得题图2,
将f(x)的图象关于y轴对称后可得函数y=f(-x)的图象,
再向下平移1个单位长度,可得y=f(-x)-1的图象,
所以题图2所表示的函数是y=f(-x)-1.
6.(2026·铜仁模拟)某条公共汽车的路线收支差额(收支差额=车票收入-支出费用)y与乘客人数x的图象如图所示.由于目前本条路线存在亏损情况,公司有关人员提出了两条建议:(1)不改变车票价格,减少支出费用;(2)不改变支出费用,提高车票价格.图中虚线表示调整前的状态,实线表示调整后的状态.则下列说法正确的是( )
A.①反映了建议(2),③反映了建议(1)
B.①反映了建议(1),③反映了建议(2)
C.②反映了建议(1),④反映了建议(2)
D.④反映了建议(1),②反映了建议(2)
答案 B
解析 建议(1)是不改变车票价格,减少支出费用,也就是增大y,车票价格不变,即平行于原图象且在原图象上方,故①反映了建议(1);建议(2)是不改变支出费用,提高车票价格,即图象倾斜度增大,故③反映了建议(2).
7. (2025·扬州模拟)已知图①对应的函数为y=f(x),则图②对应的函数是( )
A.y=f(-|x|) B.y=-f(-|x|)
C.y=f(-x) D.y=-f(-x)
答案 B
解析 由图①②可知,将y=f(x)在(-∞,0]上的的图象沿着y轴对称得到y=f(-|x|)的图象,
然后再沿着x轴翻折,
即可得到y=-f(-|x|)的图象.
8.已知函数f(x)=log2(x+1)-|x|,则不等式f(x)>0的解集是( )
A.(-1,1) B.(0,1)
C.(-1,0) D.∅
答案 B
解析 不等式f(x)>0⇔log2(x+1)>|x|,
分别画出函数y=log2(x+1)和y=|x|的图象,如图所示,由图象可知y=log2(x+1)和y=|x|有两个交点,分别是(0,0)和(1,1),
由图象可知log2(x+1)>|x|的解集是(0,1),
即不等式f(x)>0的解集是(0,1).
二、多项选择题
9.(2025·邵阳模拟)下列函数对于任意x1,x2∈(0,+∞),都有f≥成立的是( )
A.f(x)=ln x B.f(x)=x2+1
C.f(x)= D.f(x)=2x
答案 AC
解析 因为对任意x1,x2∈(0,+∞),都有f≥,则函数在(0,+∞)上为上凸函数,
对于A,f(x)=ln x在(0,+∞)上的图象是上凸的,符合题意;
对于B,f(x)=x2+1在(0,+∞)上的图象是下凸的,不符合题意;
对于C,f(x)=在(0,+∞)上的图象是上凸的,符合题意;
对于D,f(x)=2x在(0,+∞)上的图象是下凸的,不符合题意.
10.(2023·宜春模拟)函数f(x)=的图象如图所示,则下列结论一定成立的是( )
A.a<0
B.b<0
C.c>0
D.abc<0
答案 BCD
解析 由图知f(0)=>0,所以b<0,B正确;
当x=-c时,函数f(x)无意义,
由图知-c<0,所以c>0,C正确;
令f(x)=0,解得x=,
由图知<0,
又因为b<0,所以a>0,A错误;
综上,a>0,b<0,c>0,所以abc<0,D正确.
11. 已知函数f(x)=若f(x1)=f(x2)=f(x3)=f(x4),且x1<x2<x3<x4,则下列结论正确的是( )
A.x1+x2=2
B.x3x4=1
C.0<x1+x2+x3+x4<
D.0<x1x2x3x4<1
答案 BCD
解析 作出f(x)的图象如图.
由图知,x1+x2=-2,A选项错误;
由图象知|log2x3|=|log2x4|且0<x3<1<x4,
则-log2x3=log2x4,
即log2x3+log2x4=log2(x3x4)=0,
∴x3x4=1,B选项正确;
∴x4=,而当f(x)=1,x>0时,
有|log2x|=1,得x=或x=2,
∴<x3<1<x4<2,
∵函数y=x+在上单调递减,
∴2<x3+x4=x3+<,
即得0<x1+x2+x3+x4=-2+x3+x4<,C选项正确;
∵x1∈(-2,-1),∴x1x2x3x4=x1x2=x1(-2-x1)=-(x1+1)2+1∈(0,1),D选项正确.
三、填空题
12.已知函数f(x)在R上单调且其部分图象如图所示,若不等式-2<f(x+t)<4的解集为(-1,2),则实数t的值为 .
答案 1
解析 由题图可知不等式-2<f(x+t)<4,即f(3)<f(x+t)<f(0),
由图知函数f(x)单调递减,所以x+t∈(0,3),
即不等式的解集为(-t,3-t),
又因为不等式-2<f(x+t)<4的解集为(-1,2),
所以-t=-1且3-t=2,可得t=1.
13.(2025·日照模拟)如图,函数f(x)的图象为折线ACB,且线段BC的中点坐标为(1,1),则不等式f(x)≥log2(x+1)的解集是 .
答案 (-1,1]
解析 由题图得f(x)=
在同一平面直角坐标系中作出函数f(x)与y=log2(x+1),x>-1的图象,如图所示,
当x=1时,y=log2(1+1)=log22=1,所以f(x)与y=log2(x+1)的交点坐标为(1,1),由图象可得不等式f(x)≥log2(x+1)的解集为(-1,1].
14.把抛物线y=2(x-1)2+1向左平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度得到的抛物线解析式为____________.
答案 y=2(x+1)2+3
解析 把抛物线y=2(x-1)2+1向左平移2个单位长度,得到y=2(x-1+2)2+1=2(x+1)2+1的图象,再向上平移2个单位长度得到y=2(x+1)2+1+2=2(x+1)2+3的图象.
四、解答题
15.设f(x)为定义在R上的偶函数,如图是其函数图象的一部分,当0≤x<2时,图象是线段OA;当x≥2时,图象是顶点为P(3,4),且过点(2,2)的二次函数图象的一部分.
(1)在图中的直角坐标系中将函数f(x)的图象补充完整;(3分)
(2)求函数f(x)在[0,+∞)上的解析式;(5分)
(3)求函数f(x)的单调区间和最大值.(5分)
解 (1)如图,根据函数f(x)为偶函数,函数的图象关于y轴对称,其完整图象如图.
(2)当0≤x<2时,f(x)=x;
当x≥2时,设f(x)=a(x-3)2+4,
将点(2,2)代入,得a+4=2,解得a=-2,
故f(x)=-2(x-3)2+4=-2x2+12x-14.
即函数f(x)在[0,+∞)上的解析式为f(x)=
(3)由图知,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-3]和[0,3],单调递减区间为[-3,0]和[3,+∞),
函数f(x)在x=-3和x=3处取得最大值,且f(3)=f(-3)=4,
所以函数f(x)的最大值为4.
16. 已知函数f(x)=
(1)作出函数f(x)的图象;
(2)讨论方程f(x)-m=0根的情况.
解 (1)当x≤0时,0<2x≤1,则f(x)=|2x-2|=2-2x∈[1,2),
作出函数f(x)的图象,如图所示.
(2)由f(x)-m=0可得m=f(x),
则方程f(x)-m=0的根的个数即为直线y=m与函数y=f(x)图象的交点个数,
如图所示.
当m≤0时,方程f(x)-m=0无实根;
当0<m<1或m≥2时,方程f(x)-m=0只有一个实根;
当1≤m<2时,方程f(x)-m=0有两个不相等的实根.
17. . (2024·北京模拟)已知函数f(x)=2x-ax+1(a∈R).
(1)若a∈Z,且f(4)>0,求a的最大值;
(2)当a=3时,求函数f(x)的零点;
(3)若对任意x∈(-∞,1)都有f(x)>0,求a的取值范围.
解 (1)因为函数f(x)=2x-ax+1(a∈R),
所以f(4)=24-4a+1>0,即a<,
又a∈Z,所以a的最大值为4.
(2)当a=3时,f(x)=2x-3x+1,
由f(x)=2x-3x+1=0,可得2x=3x-1,
作出函数y=2x与y=3x-1的图象,如图所示.
由图可知y=2x与y=3x-1的图象有两个交点,
即函数f(x)有两个零点,
又因为f(1)=2-3+1=0,f(3)=23-3×3+1=0,
故函数f(x)的零点为1,3.
(3)因为对任意x∈(-∞,1)都有f(x)>0,
所以2x>ax-1在(-∞,1)上恒成立,
即当x∈(-∞,1)时,函数y=2x的图象恒在直线y=ax-1的上方,
作出函数y=2x,x∈(-∞,1)与y=ax-1的大致图象,如图所示.
则a≥0,且a-1≤2,所以0≤a≤3,
即a的取值范围为[0,3].
18. (2026·佛山模拟)若图中所示为在同一平面直角坐标系中y=f(x)的图象及y=g(x)的图象,则( )
A.g(x)=2f(2x)
B.g(x)=2f
C.g(x)=f(2x)+4
D.g(x)=f+4
答案 A
解析 由题图可知y=f(x)的横坐标变为原来的一半,纵坐标变为原来的两倍得到函数y=g(x)的图象,所以g(x)=2f(2x).
19. (多选)(2023·滨州模拟)在平面直角坐标系中,如图放置的边长为2的正方形ABCD沿x轴滚动(无滑动滚动),点D恰好经过坐标原点,设顶点B(x,y)的轨迹方程是y=f(x),则对函数y=f(x)的判断正确的是( )
A.函数y=f(x)是奇函数
B.对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x-4)
C.函数y=f(x)的值域为[0,2]
D.函数y=f(x)在区间[6,8]上单调递增
答案 BCD
解析 由题意得,当-4≤x<-2时,点B的轨迹是以(-2,0)为圆心,2为半径的圆;
当-2≤x<2时,点B的轨迹是以原点为圆心,2为半径的圆;
当2≤x<4时,点B的轨迹是以(2,0)为圆心,2为半径的圆,如图所示.
此后依次重复,所以函数f(x)是以8为周期的周期函数,由图象可知,函数f(x)为偶函数,故A错误;
因为f(x)以8为周期,所以f(x+8)=f(x),即f(x+4)=f(x-4),故B正确;
由图象可知,f(x)的值域为[0,2],故C正确;
由图象可知,f(x)在[-2,0]上单调递增,因为f(x)以8为周期,所以f(x)在[6,8]上的图象和在[-2,0]上的图象相同,即f(x)在[6,8]上单调递增,故D正确.
20. (2026·南昌模拟)在平面直角坐标系中,动点P到x轴、y轴、坐标原点O的距离分别为d1,d2,d3,这3个距离均大于0,且2d1d2=,则动点P的轨迹大致为( )
答案 A
解析 设P(x,y),则d1=|y|>0,d2=|x|>0,d3=>0.
因为2d1d2=,所以2|xy|=x2+y2(x≠0,y≠0),
则(|x|-|y|)2=0(x≠0,y≠0),则y=±x(x≠0,y≠0),
所以动点P的轨迹为两条直线y=-x与y=x(除去坐标原点),其轨迹大致为选项A中的图象.
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